[發明專利]用于旋轉傳感器裝置的制造方法和旋轉傳感器裝置

有效

• 申請號: 200910168652.5
• 申請日: 2009-09-02
• 公開（公告）號: CN101666647A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: J·克拉森
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01C19/56
• 分類號: G01C19/56;B81C5/00;B81C1/00;B81B7/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 侯鳴慧

技術領域

本發明涉及一種用于旋轉傳感器裝置的制造方法。本發明還涉及一種 相應的旋轉傳感器裝置。

背景技術

微機械式角速率傳感器(Drehratensensor)常用于感測與可旋轉物體的 旋轉特性有關的信息。

圖1A和1B示出一種常規的微機械式角速率傳感器的示意圖，該角速 率傳感器具有一條用于闡述其工作原理的敏感軸線。該常規的角速率傳感 器在DE19523895A1中描述。

所示的角速率傳感器10具有盤形的振動質量12，該振動質量12通過 多個彈簧14與輪轂16連接。但是在圖1A中僅示出了總共四個彈簧14中 的兩個。這些彈簧14設置在振動質量12的圓形的中部空隙中，輪轂16伸 入該中部空隙中。輪轂16的與振動質量12相反指向的端部牢固地設置在 基底18上。輪轂16和基底18是支架的亞單元，振動質量12可振蕩地設 置在該亞單元上。出于更清楚的目的，在圖1A和1B中沒有示出支架的其 它部件。

成形為梳形電極的驅動電極20被構造在振動質量12上，但是在圖1A 中僅示出這些驅動電極20中的一個。對于振動質量12的每個驅動電極20 都有兩個與其共同作用的驅動電極22牢固地設置在基底18上。通過角速 率傳感器10的在其它方面未詳細描述的控制裝置可以在振動質量12的驅 動電極20和相鄰的基底18驅動電極22之間施加電壓U。在驅動電極20 和22之間施加電壓U引起振動質量12相對于基底18繞振動軸線24作旋 轉運動，其中，振動軸線24垂直于盤形振動質量12的表面延伸。

在振動質量12上還設置有傳感器電極26，所述傳感器電極26具有電 極梳的形狀。另外的傳感器電極28與振動質量12的傳感器電極26相鄰的 地與基底18牢固連接。在此，振動質量12的每個傳感器電極26和基底18 的與該傳感器電極26共同作用的傳感器電極28耦接到帶有電容器30的電 路上。振動質量12繞振動軸線24的旋轉運動引起電容器30的電容C1的 變化。因此，振動質量12繞振動軸線24的旋轉運動、尤其是相應的角速 度可通過對相應電容器30的電容C1進行分析計算來獲得。

如果角速率傳感器10在振動質量12繞振動軸線24旋轉運動期間發生 繞角速率傳感器10的敏感軸線32的旋轉，則在振動質量12上產生科氏力 Fc，該科氏力Fc引起振動質量12繞旋轉軸線34的附加旋轉運動(見圖1B)。 振動質量12繞旋轉軸線34的旋轉運動也可稱為振動質量12相對于基底18 表面的傾斜/偏轉。

振動質量12繞旋轉軸線34的傾斜/偏轉引起振動質量12的與該旋轉 軸線34間隔開的第一端部36相對于基底18的距離的減小并且引起振動質 量12的與第一端部36相對的第二端部38相對于基底18的距離的增加。 為了獲得這些端部36和38相對于基底18的距離的增加和減少，在基底18 上構造有與振動質量12的端部36和38相對的對應電極40。在此，每個端 部36和38與相應的對應電極40耦接到帶有電容器42的電路上。因此， 端部36或38和相應的對應電極40之間的距離的增加和減少引起相應的電 容器42的電容C2的變化。在此，電容C2的變化與科氏力Fc成比例。相 應地，電容C2的變化也取決于角速率傳感器10繞敏感軸線32的旋轉運動 的角速率。因此，通過對電容器42的電容C2進行分析計算可以確定角速 率傳感器10繞敏感軸線32的旋轉運動的角速率。

圖2示出第二常規角速率傳感器的振動質量的俯視圖，該角速率傳感 器具有兩條用于闡述其工作原理的敏感軸線。

角速率傳感器50的所示盤形振動質量52具有已經描述過的驅動電極 20和傳感器電極26。與振動質量52的驅動電極20和傳感器電極26相鄰 地，與之共同作用的驅動電極22和傳感器電極28牢固地設置在角速率傳 感器50的(未畫出的)基底上。因為以上已經描述了用于將振動質量52 置于繞(未示出的)振動軸線的旋轉運動中的驅動電極20和22的工作原 理以及用于獲得所述繞振動軸線的旋轉運動的角速度的傳感器電極26和 28的工作原理，所以在此不再對它們進行說明。